2011 AMC 12B 第 20 题

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20.

三角形 ABCABC 中,AB=13AB=13BC=14BC=14AC=15AC=15。点 DDEEFF 分别是 ABABBCBCACAC 的中点。设 XEX\ne EBDE\triangle BDECEF\triangle CEF 的外接圆的另一个交点。XA+XB+XCXA+XB+XC 等于多少?

Triangle ABCABC has AB=13,AB=13, BC=14,BC=14, and AC=15.AC=15. The points D,D, E,E, and FF are the midpoints of AB,AB, BC,BC, and ACAC respectively. Let XEX\ne E be the intersection of the circumcircles of BDE\triangle BDE and CEF.\triangle CEF. What is XA+XB+XC?XA+XB+XC?

2424

14314\sqrt{3}

1958\dfrac{195}{8}

129714\dfrac{129\sqrt{7}}{14}

6924\dfrac{69\sqrt{2}}{4}

答案:C
知识点:外接圆、外心与外接圆半径圆周角海伦公式
难度评级:2220
小提示:

利用中位线平行和圆周角定理,证明 XXAABBCC 距离相等。

Use the parallel midsegments and the Inscribed Angle Theorem to show XX is equidistant from A,A, B,B, CC

大提示:

XX 是外心,所以 XA+XB+XC=3RXA+XB+XC=3R,其中 R=abc4[ABC]R=\dfrac{abc}{4\cdot[ABC]}

XX is the circumcenter, so XA+XB+XC=3RXA+XB+XC=3R where R=abc4[ABC]R=\dfrac{abc}{4\cdot[ABC]}

解答:

因为 DEACDE\parallel ACEFABEF\parallel AB,所以 BDE=BAC=EFC\angle BDE=\angle BAC=\angle EFC。由圆周角定理,BXE=BDE\angle BXE=\angle BDEEXC=EFC\angle EXC=\angle EFC,从而 BXE=EXC\angle BXE=\angle EXC。再由 BE=ECBE=EC,可得 XB=XCXB=XC

此外,BXC=2BAC\angle BXC=2\angle BAC。在 BXC\triangle BXC 中使用弦长公式,得到 BC=2XBsin(BAC)BC=2XB\sin(\angle BAC),在 ABC\triangle ABC 中使用同一公式,得到 BC=2Rsin(BAC)BC=2R\sin(\angle BAC)。因此 XB=XC=RXB=XC=R。在 BCBC 的这一侧,到 BBCC 的距离都等于 RR 的点就是 ABC\triangle ABC 的外心,所以 XA=XB=XC=RXA=XB=XC=R

由海伦公式,1313-1414-1515 三角形的面积是 8484,所以 R=131415484=658 R=\dfrac{13\cdot14\cdot15}{4\cdot84}=\dfrac{65}{8}\text{,}并且 XA+XB+XC=3R=1958XA+XB+XC=3R=\dfrac{195}{8}

因此,正确答案是 C

Since DEACDE\parallel AC and EFAB,EF\parallel AB, we get BDE=BAC=EFC.\angle BDE=\angle BAC=\angle EFC. By the Inscribed Angle Theorem, BXE=BDE\angle BXE=\angle BDE and EXC=EFC,\angle EXC=\angle EFC, so BXE=EXC.\angle BXE=\angle EXC. With BE=EC,BE=EC, this forces XB=XC.XB=XC.

Also BXC=2BAC.\angle BXC=2\angle BAC. The chord formula in BXC\triangle BXC gives BC=2XBsin(BAC),BC=2XB\sin(\angle BAC), while the same formula in ABC\triangle ABC gives BC=2Rsin(BAC).BC=2R\sin(\angle BAC). Thus XB=XC=R.XB=XC=R. The point at distance RR from both BB and CC on this side of BCBC is the circumcenter of ABC,\triangle ABC, so XA=XB=XC=R.XA=XB=XC=R.

The area of the 1313-1414-1515 triangle is 8484 by Heron’s formula, so R=131415484=658, R=\dfrac{13\cdot14\cdot15}{4\cdot84}=\dfrac{65}{8}, and XA+XB+XC=3R=1958.XA+XB+XC=3R=\dfrac{195}{8}.

Thus, the correct answer is C.

第 19 题#19
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